首页 > 论文 > 中国激光 > 44卷 > 7期(pp:710001--1)

整层大气连续透过率的测量与标定方法

Measurement and Calibration Methods for Total Atmospheric Continuous Transmittance

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

为了获得连续精细的整层大气光谱透过率, 将光栅光谱仪与高精度二维跟踪机架相结合, 研制了能够进行连续波段测量的太阳辐射计。通过小波变换对光谱进行去噪与基线校正, 减小了仪器结构设计的复杂度。鉴于Langley标定法与标准光源法各自的局限性, 提出了一种将二者结合的混合标定法, 将标定基准溯源至大气层外的太阳辐照度。将所提系统与POM-2辐射计进行了同时同地的对比实验, 并且将实验结果与大气辐射传输软件MODTRAN的计算结果进行了对比, 对比结果验证了仪器结构设计的可靠性与标定方法的准确性。

Abstract

In order to obtain continuous spectral transmittance of total atmosphere with high accuracy, a sun-photometer is developed based on the combination of grating spectrometer and high precision two-dimensional rotating frame. We can use the wavelet transformation to achieve spectral denoising and baseline correction, and the design complexity of the instrument structure is reduced. A mixed calibration method which combines Langley calibration method and standard light source method is introduced in consideration of limitations of the two methods above mentioned. The base of calibration can be traced to the extra-atmospheric sun irradiance. A comparative experiment between the sun-photometer and the POM-2 photometer is carried out at the same place and time, and the subsequent comparative analysis is also made between data measured by the sun-photometer and data obtained by the MODTRAN software. The experiment indicates the reliability of instrument structure design and the high precision of the new calibration method.

投稿润色
补充资料

中图分类号:O433.1

DOI:10.3788/cjl201744.0710001

所属栏目:遥感与传感器

基金项目:国家自然科学基金(41405014)

收稿日期:2017-03-07

修改稿日期:2017-03-27

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

黄晟:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
靖旭:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
谭逢富:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
何枫:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
张巳龙:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
程知:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
侯再红:中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031

联系人作者:黄晟(hs928@mail.ustc.edu.cn)

备注:黄晟(1989-), 男, 博士研究生, 主要从事光学精密仪器设计方面的研究。

【1】Kindel B C, Qu Z, Goetz A F H. Direct solar spectral irradiance and transmittance measurements from 350 to 2500 nm[J]. Applied Optics, 2001, 40(21): 3483-3494.

【2】Reagan J A, Thome K, Herman B, et al. Water vapor measurements in the 0.94 micron absorption band-calibration, measurements and data applications[C]. IGARSS''87-International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 1987: 63-67.

【3】Bruegge C J, Halthore R N, Markham B, et al. Aerosol optical depth retrievals over the Konza Prairie[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 1992, 97(D17): 18743-18758.

【4】Zhang Yanna, Liu Enchao, Li Xin, et al. Calibration method of VNIR solar irradiance spectroradiometer[J]. Journal of Applied Optics, 2014, 35(1): 11-16.
张艳娜, 刘恩超, 李 新, 等. 可见-近红外波段太阳光谱辐照度仪的辐射定标方法研究[J]. 应用光学, 2014, 35(1): 11-16.

【5】Li Jianyu, Li Duoyang, Xu Qingshan, et al. Development of binocular multi-FOV sun-photometer[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2013, 34(5): 1022-1028.
李建玉, 李多扬, 徐青山, 等. 双筒多视场太阳光度计研制[J]. 仪器仪表学报, 2013, 34(5): 1022-1028.

【6】Xu Yingying, Jin Weiqi, Ma Wenwen, et al. Measurement of night sky spectral radiation and analysis of spectral denoising[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2012, 32(6): 1456-1459.
徐英莹, 金伟其, 马文文, 等. 夜晚天空光谱辐射测量研究及光谱去噪分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2012, 32(6): 1456-1459.

【7】Yang Huaidong, Chen Kexin, Huang Xingyue, et al. Global modeling and analyzing of grating spectrometers[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2009, 29(1): 281-284.
杨怀栋, 陈科新, 黄星月, 等. 光栅光谱仪的整体建模与分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2009, 29(1): 281-284.

【8】Kurucz R L, Furenlid I, Brault J, et al. Solar flux atlas from 296 to 1300 nm[J]. National Solar Observatory, 1984, 1: 435-436.

【9】Wei Heli, Hu Huanling. Measurement of atmospheric pollution gas NO2 column abundance from ground based solar spectra[J]. Journal of Remote Sensing, 2001, 5(3): 220-226.
魏合理, 胡欢陵. 用太阳光谱遥测大气污染气体NO2的含量[J]. 遥感学报, 2001, 5(3): 220-226.

【10】Zhou J, Cao C Y, Xu J, et al. Sun-photometer calibration and its application[J]. Journal of Meteorological Research, 1994, 8(2): 229-237.

【11】Li Qingzhong, Liu Qing. Adaptive enhancement algorithm for low illumination images based on wavelet transform[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(2): 0209001.
李庆忠, 刘 清. 基于小波变换的低照度图像自适应增强算法[J]. 中国激光, 2015, 42(2): 0209001.

【12】Liu Jianfei, Shi Huimin, Zeng Xiangye, et al. Channel estimation method based on wavelet and improved ISFA for CO-OFDM systems[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(12): 1205002.
刘剑飞, 石慧敏, 曾祥烨, 等. 基于小波降噪和改进ISFA的CO-OFDM信道估计方法[J]. 中国激光, 2015, 42(12): 1205002.

【13】Jia Lili, Dai Congming, Xu Qingshan, et al. Calibration of near-infrared absorption band for a sun-photometer[J]. Journal of Remote Sensing, 2012, 16(5): 928-938.
伽丽丽, 戴聪明, 徐青山, 等. 近红外大气吸收波段太阳辐射计定标[J]. 遥感学报, 2012, 16(5): 928-938.

引用该论文

Huang Sheng,Jing Xu,Tan Fengfu,He Feng,Zhang Silong,Cheng Zhi,Hou Zaihong. Measurement and Calibration Methods for Total Atmospheric Continuous Transmittance[J]. Chinese Journal of Lasers, 2017, 44(7): 0710001

黄晟,靖旭,谭逢富,何枫,张巳龙,程知,侯再红. 整层大气连续透过率的测量与标定方法[J]. 中国激光, 2017, 44(7): 0710001

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF